基于課堂觀察的高中物理單元教學(xué)實(shí)施路徑探討①
——以“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”為例

操時(shí)良 劉東升

(1. 江蘇省新沂市教師發(fā)展中心，江蘇 徐州 221400；2. 江蘇省新沂市第一中學(xué)，江蘇 徐州 221400；3. 江蘇省新沂市高級(jí)中學(xué)，江蘇 徐州 221400)

崔允漷等學(xué)者認(rèn)為：課堂觀察是“通過(guò)觀察課堂的運(yùn)行情況，進(jìn)行記錄、分析和研究，并在此基礎(chǔ)上謀求學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的改善、促進(jìn)教師發(fā)展的專業(yè)活動(dòng)”。[1]這一界定肯定了課堂觀察是一種教育研究活動(dòng)，這種研究不同于傳統(tǒng)意義上的聽(tīng)評(píng)課，它的最大特點(diǎn)是帶著具體的目的進(jìn)入課堂，是聚焦問(wèn)題、收集證據(jù)的一種教學(xué)研究,其最終的價(jià)值取向應(yīng)該是促進(jìn)學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。

為了研究本地區(qū)教師對(duì)2019年版高中物理新教材的使用現(xiàn)狀，鑒于單元教學(xué)有利于幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的知識(shí)體系和方法體系的特點(diǎn)，筆者確立了以單元教學(xué)為觀察對(duì)象，并將觀察的維度定位為兩大方面：一是知識(shí)教學(xué)，二是方法教學(xué)，并探查教師在宏觀上對(duì)教材的把握和微觀上對(duì)教學(xué)難點(diǎn)、疑點(diǎn)的處理情況。課題研究小組對(duì)第四章“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的教學(xué)進(jìn)行了持續(xù)的跟蹤觀察，并在同伴互助下進(jìn)行優(yōu)化探索。

1 碎片化：物理教學(xué)中存在的問(wèn)題

為了調(diào)研教師對(duì)新教材宏觀上的把握、微觀上的處理等情況，基于課堂觀察我們發(fā)現(xiàn)：教師在教材處理中，存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題。

1.1 對(duì)全章內(nèi)容結(jié)構(gòu)的把握不夠

教師缺乏對(duì)教材全章內(nèi)容的研究，只會(huì)照本宣科地逐一講解每一節(jié)內(nèi)容，對(duì)全章分哪幾節(jié)、為何設(shè)置這幾節(jié)很少去思考，對(duì)各節(jié)內(nèi)容先后順序?yàn)楹芜@樣處理缺少深入研究，有目的地引導(dǎo)學(xué)生有序建構(gòu)全章知識(shí)結(jié)構(gòu)的意識(shí)更為薄弱。具體表現(xiàn)為：進(jìn)入新的章節(jié)學(xué)習(xí)時(shí)，缺少對(duì)全章知識(shí)的整體引導(dǎo)，導(dǎo)入環(huán)節(jié)比較薄弱甚至根本就沒(méi)有，章末復(fù)習(xí)僅限于解題訓(xùn)練。

1.2 對(duì)知識(shí)生成方法的顯化存在不足

物理知識(shí)就像珍珠一樣，雖然很珍貴，但需要用線串起來(lái)才美麗，為了幫助學(xué)生將物理知識(shí)系統(tǒng)化地整合到學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，需要串聯(lián)知識(shí)的“繩線”，而在知識(shí)的建構(gòu)和應(yīng)用過(guò)程中，往往滲透著科學(xué)方法的教育。因此，可以通過(guò)顯化科學(xué)方法的方式實(shí)現(xiàn)知識(shí)的串接。新教材力求顯化科學(xué)方法教育，但在部分關(guān)鍵知識(shí)得出的過(guò)程中科學(xué)方法的顯化還存在不足，需要教師在教學(xué)中適時(shí)顯化。在課堂教學(xué)中，部分教師對(duì)科學(xué)方法的作用認(rèn)識(shí)不足，顯化不夠，甚至無(wú)視旁批中的科學(xué)方法內(nèi)容，使科學(xué)方法的教育目標(biāo)得不到有效的落實(shí)。

1.3 對(duì)知識(shí)得出的來(lái)龍去脈追溯不足

部分教師對(duì)于新授內(nèi)容的教學(xué)更多地關(guān)注知識(shí)的應(yīng)用與練習(xí)，在知識(shí)的得出、情境的創(chuàng)設(shè)、概念內(nèi)涵和外延的挖掘方面用時(shí)較少，知識(shí)講授偏多，留給學(xué)生思考的時(shí)間偏少，草草結(jié)束新課后就匆匆進(jìn)入應(yīng)用與練習(xí)環(huán)節(jié)。

2 整體性：物理教學(xué)的本真旨趣

為了更科學(xué)地引導(dǎo)教師剖析教材，解讀教材，宏觀與微觀相結(jié)合處理教材，針對(duì)“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的教學(xué)，筆者做了如下探索。

2.1 整體審視知識(shí)結(jié)構(gòu)

本單元共設(shè)置了6節(jié)，其知識(shí)內(nèi)容及其結(jié)構(gòu)如圖1所示，結(jié)合每節(jié)的具體內(nèi)容，在思考其內(nèi)涵的基礎(chǔ)上得出結(jié)論：這6節(jié)內(nèi)容緊緊圍繞運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系進(jìn)行編排，按照定性揭示→實(shí)驗(yàn)探究→定量研究→簡(jiǎn)化運(yùn)算→順逆互推→解釋現(xiàn)象的順序展開(kāi)。這一編排按照從規(guī)律的得出再到應(yīng)用的思路，脈絡(luò)清晰，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。第一節(jié)“牛頓第一定律”定性揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，第二節(jié)從實(shí)驗(yàn)的角度研究了加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系，第三節(jié)“牛頓第二定律”給出了加速度與力、質(zhì)量之間的定量關(guān)系，第四節(jié)“力學(xué)單位制”為第五、六節(jié)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用”在簡(jiǎn)化運(yùn)算、檢驗(yàn)結(jié)果等方面做好鋪墊。從整體審視新教材，可見(jiàn)其編排科學(xué)合理，因此教學(xué)順序不宜更改。

圖1

2.2 整體顯化科學(xué)方法

本章中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)方法，為了滲透并顯化科學(xué)方法，新教材動(dòng)用了較大的篇幅，通過(guò)旁批的方式來(lái)介紹科學(xué)方法，但仍有部分科學(xué)方法在編寫時(shí)受篇幅或顯化的數(shù)量等因素的影響，需要教師在教學(xué)中創(chuàng)造性地加以顯化。

2.2.1 已顯化的科學(xué)方法

本章內(nèi)容涉及理想實(shí)驗(yàn)+邏輯推理法、控制變量法、阻力補(bǔ)償法等科學(xué)方法。教材在控制變量法的介紹中，首先給出控制變量法的定義，然后舉例說(shuō)明，接著聯(lián)系本節(jié)內(nèi)容，指出在探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系時(shí)會(huì)用到該方法，最后特別強(qiáng)調(diào)：以后在研究涉及多個(gè)變量的規(guī)律時(shí)，還會(huì)用到控制變量的方法。

2.2.2 需顯化的科學(xué)方法

圖2

圖3

2.3 整體設(shè)計(jì)對(duì)話問(wèn)題

教學(xué)中常采用對(duì)話的形式，對(duì)話中需要預(yù)設(shè)合適的問(wèn)題。提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考解決問(wèn)題的辦法，化解問(wèn)題解決中遇到的困難，方可顯化科學(xué)方法。如在第二節(jié)“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”教學(xué)中，涉及實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、阻力補(bǔ)償法、近似法、曲線改直法等，可在創(chuàng)設(shè)合適的情境下預(yù)設(shè)如下的4個(gè)問(wèn)題，引出相應(yīng)的科學(xué)方法。

問(wèn)題1：牛頓第一定律定性揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，那么，力和運(yùn)動(dòng)有怎樣的定量關(guān)系？可采用什么方法去研究？

學(xué)生回答：實(shí)驗(yàn)法。

問(wèn)題2：力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因，且物體的質(zhì)量越大，慣性也越大，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變。可見(jiàn)，加速度受力和質(zhì)量等多個(gè)變量的影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該采用什么方法？

學(xué)生回答：控制變量法。

問(wèn)題3：如圖4所示，在利用槽碼牽引小車運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小車受到哪幾個(gè)力的作用？應(yīng)該采用什么方法使小車所受的拉力等于它所受的合力？

學(xué)生回答：阻力補(bǔ)償法。

圖4

問(wèn)題4：補(bǔ)償阻力后，拉力可看成是小車受到的合力，拉力如何測(cè)？可用槽碼所受的重力替代拉力嗎？這里運(yùn)用了什么方法？

學(xué)生回答：近似法。

3 適度性：物理教學(xué)的施教之道

教之道在于度。單元教學(xué)亟待解決各節(jié)教學(xué)中知識(shí)的碎片化等問(wèn)題，在深入挖掘教材知識(shí)結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵、尋找各節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，遵循適度性教學(xué)原則，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐筆者提出如下建議。

3.1 樹(shù)立整體審視單元的教學(xué)意識(shí)

在教授本章知識(shí)前，應(yīng)對(duì)本章將學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行整體性的介紹。學(xué)完本章內(nèi)容后，師生共同總結(jié)本章的知識(shí)脈絡(luò)與知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過(guò)整體性方法的滲透，幫助學(xué)生從宏觀角度把握知識(shí)的來(lái)龍去脈、知識(shí)應(yīng)用中的各種走向，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)整體化的思維意識(shí)。

3.2 顯化知識(shí)應(yīng)用的科學(xué)方法

在知識(shí)的建構(gòu)和應(yīng)用過(guò)程中，蘊(yùn)含了豐富的科學(xué)方法教育內(nèi)容，在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的得出和應(yīng)用中表現(xiàn)得尤為突出。在科學(xué)研究中遇到疑難問(wèn)題時(shí)，需要采用合適的方法。在教學(xué)中，挖掘蘊(yùn)含其中的科學(xué)方法，并結(jié)合知識(shí)的疑難點(diǎn)進(jìn)行顯化教學(xué)，不僅可以讓學(xué)生知道“是什么”，更能讓學(xué)生深入理解“為什么”，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和科學(xué)方法解決類似問(wèn)題的能力。

3.3 適時(shí)適度顯化科學(xué)方法教育

科學(xué)方法的顯化教育應(yīng)與知識(shí)的得出和應(yīng)用同步進(jìn)行，即“知”“法”并行。要避免將科學(xué)方法的顯化教育與知識(shí)的教學(xué)割裂開(kāi)來(lái)，不能將科學(xué)方法教育變成純粹的知識(shí)教學(xué)，另外，在教學(xué)中要注意科學(xué)方法顯化的數(shù)量，不宜過(guò)多，否則，會(huì)加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，達(dá)不到幫助學(xué)生理解知識(shí)和靈活應(yīng)用的初衷。

4 結(jié)語(yǔ)

基于課堂觀察的視角去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，借助同伴互助，聚焦問(wèn)題，從整體上審視單元知識(shí)結(jié)構(gòu)，針對(duì)局部細(xì)節(jié)巧設(shè)對(duì)話問(wèn)題以顯化知識(shí)得出和應(yīng)用中的科學(xué)方法，并將研究結(jié)果對(duì)接一線課堂，這是教師在實(shí)施新教材中開(kāi)展物理單元教學(xué)的行之有效的實(shí)踐路徑。